プラズマ密度とエッチングレートについて教えてください！

質問

ドライエッチについて教えてください。
圧力が高いとプラズマ密度が高くなりエッチレートが高くなると考えています。しかし、実験を行うと圧力が低いほどエッチングレートが高くなり、均一性がよくなりました。実験は、平行平板を用いて、被エッチング膜は、SiNとSiOです。
このメカニズムがわかりません。

また、SiNのエッチング反応式がよくわかりません。

宜しくお願いします。

回答No.2

chiezo2005

ドライエッチは複雑な現象なので，質問の情報だけでは答えることが難しいのですが，一般論的な話をします。
圧力が高いとプラズマ密度が高くなりますが，カソード側のイオンシースのできる位置がカソード面から離れることにより，被エッチング膜へ入射するイオンのエネルギーが小さくなってしまいます。
一般的にSiO2などの膜は純粋なラジカル反応だけではエッチングができず，ある程度の運動エネルギーを伴うスパッタ作用が必要とされています。圧力を下げるとエッチングレートが高くなるのはこれを示しています。
一方SiやSiNはFのラジカル反応だけでもエッチングが進むので，比較的圧力が高くても高いエッチングレートを保つはずです。

なおシリコン系の膜はすべて
FラジカルによるSiF4（沸点－94.8℃）が形成されて揮発することによる反応がエッチングの主たる反応です。Oや，Nはもともと室温近傍では気体ですから，Siから切り離されてしまうと，固相にいることはできません。

お礼

ご回答ありがとうございました。とても参考になりました。

均一性がよくなることについても面内の圧力勾配を考えると説明がつくような気がします。

回答No.1

chiezo2005

ガスは何でしょう?
ガスを書かないと反応もなにも答えようがありません。

補足

すみません。CHF3、O2です。